深入java （类）初探类的加载和初始化顺序

上一篇博客深入理解了java中类的继承的作用和意义：复用和规范，我们也对重写父类的方法规范做出了解释:1.返回值和参数类型、参数个数和参数顺序必须一样；2.而且方法访问的权限一定要越来越大或者相等，因为如果你的父类方法是public，而子类的方法是private，程序在编译器可以通过，在执行期间突然变得不可读写和存取（多态机制），这显然是不合理的，同时编译器也不会允许你这样做。这是java的多态机制导致的，这也是为了实现多态机制必须做出的牺牲。这一篇文章继续，初探类的加载和初始化顺序。待我撸完深入java虚拟机再深撸一把。原创不易，转载请注明出处：http://blog.csdn.net/yabay2208

一：初探类的加载

Java语言的哲学：一切都是对象。对于Java虚拟机而言，一个普通的Java类同样是一个对象，那如果是对象，必然有它的初始化过程。一个类在JVM中被实例化成一个对象，需要经历三个过程：加载、链接和初始化。

JAVA类的加载：从字节码二进制文件.class文件将类加载到内存，从而达到类的从硬盘上到内存上的一个迁移，所有的程序必须加载到内存才能工作。一个Java类在被加载到内存后会在Java堆中创建一个类（java.lang.Class）对象，同时JVM为每个类对象都维护一个常量池，常量池用于保存静态的数据（类似于符号表）。
在Class文件结构中，最头的4个字节用于存储魔数Magic Number，用于确定一个文件是否能被JVM接受，再接着4个字节用于存储版本号，前2个字节存储次版本号，后2个存储主版本号，再接着是用于存放常量的常量池，由于常量的数量是不固定的，所以常量池的入口放置一个U2类型的数据(constant_pool_count)存储常量池容量计数值。
常量池主要用于存放两大类常量：字面量(Literal)和符号引用量(Symbolic References)，字面量相当于Java语言层面常量的概念，如文本字符串，声明为final的常量值等，符号引用则属于编译原理方面的概念，包括了如下三种类型的常量：

• 类和接口的全限定名
• 字段名称和描述符
• 方法名称和描述符

关于常量池：方法区中的运行时常量池，运行时常量池是方法区的一部分。
CLass文件中除了有类的版本、字段、方法、接口等描述信息外，还有一项信息是常量池，用于存放编译期生成的各种字面量和符号引用，这部分内容将在类加载后进入方法区的运行时常量池中存放。
运行时常量池相对于CLass文件常量池的另外一个重要特征是具备动态性，Java语言并不要求常量一定只有编译期才能产生，也就是并非预置入CLass文件中常量池的内容才能进入方法区运行时常量池，运行期间也可能将新的常量放入池中，这种特性被开发人员利用比较多的就是String类的intern()方法。
常量池的好处：
常量池是为了避免频繁的创建和销毁对象而影响系统性能，其实现了对象的共享。
例如字符串常量池，在编译阶段就把所有的字符串文字放到一个常量池中。
（1）节省内存空间：常量池中所有相同的字符串常量被合并，只占用一个空间。
（2）节省运行时间：比较字符串时，==比equals()快。对于两个引用变量，只用==判断引用是否相等，也就可以判断实际值是否相等。

JVM对常量的优化可以看一下我的这一篇文章的第二部分：
http://blog.csdn.net/yabay2208/article/details/71248462
对static的优化是这一篇：
http://blog.csdn.net/yabay2208/article/details/71172896

二：类的初始化顺序

1.通过子类来调用父类的静态字段，只会触发父类的初始化,但是这是要看不同的虚拟机的不同实现。例子如下（撸完深入java虚拟机再深究。）：

运行结果：

因为当我们调用Son.age的时候，static age在内存中只有一份，所以jvm会认为当我们执行Son.age的时候，必须要初始化Father类，这样才可以访问到age变量，这个时候Father类完成初始化Static代码块执行完毕。但是因为Son和Father的Static int age在内存中只有一份，既然只有一份那就不初始化Son了，但是当我们调用Son.high的时候，jvm这个时候才会初始化Son类，输出“Son’s static CodeBlock”；然后对age变量赋值，因为Father和Son的Static int age在内存中只有一份，所以当我们输出Father.age的时候，一样是55。

2.当子类主动访问的时候，会引起其父类的初始化例子如下：

运行结果：

从这里我们就会发现，类加载完毕之后，是不一定会进行初始化的。

三：我们可以调用java.lang.Class.forName(…)加载类

动态加载类有两种方法：Class.forName()与ClassLoader.loadClass()
今天先分析Class.forName()

public static Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException 

这里的initialize参数很重要。表示在加载同时是否完成初始化的工作（说明：单参数版本的forName方法默认是完成初始化的）。有些场景下需要将initialize设置为true来强制加载同时完成初始化。例如典型的就是利用DriverManager进行JDBC驱动程序类注册的问题。因为每一个JDBC驱动程序类的静态初始化方法都用DriverManager注册驱动程序，这样才能被应用程序使用。这就要求驱动程序类必须被初始化，而不单单被加载。Class.forName的一个很常见的用法就是在加载数据库驱动的时候。如 Class.forName(“org.apache.derby.jdbc.EmbeddedDriver”).newInstance()用来加载 Apache Derby 数据库的驱动。

下一篇文章咱们说一说对象初始化时，类构造函数的调用顺序以及多态。